微网逆变器并联谐波抑制研究

张海霞　张强　王庆磊　徐红城

【摘 要】随着微网技术日趋成熟，逆变器并联在微网中的应用越来越广泛，但逆变器并联将带来一些问题，如普通负载时当两逆变器电压不等造成系统环流、带非线性负载时将产生一系列谐波。本文以两逆变器并联为例分析了逆变器并联系统谐波环流产生的原因，针对逆变器并联整流型非线性负载的情形，利用下垂特性将谐波功率環引入调节器，采用实时的谐波功率计算方法从总的视在功率中分出谐波功率，通过均分谐波功率来抑制谐波环流。仿真表明，所提方法能更好地抑制谐波环流。

【关键词】逆变器并联；谐波环流；下垂控制；谐波功率均分

【Abstract】With the maturation of microgrid technology，the application of two inverters in microgrid is more and more extensive.It is very meaningful to solve the problem of parallel connection of microgrid.In this paper，the causes of the harmonic circulation in the parallel system of the inverter are analyzed.In view of the case of the parallel rectifier nonlinear load，the harmonic power loop is introduced into the regulator，and the multi-feedback parallel control strategy is proposed. The harmonic power calculation method divides the harmonic power from the total apparent power and suppresses the harmonic current by reducing the harmonic power.The simulation shows that the new harmonic power equalization can better suppress the harmonic circulation.

【Key words】Inverter parallel；Harmonic circulation；Droop control；Harmonic power equalization

0 引言

近几年，随着微电网和逆变器并联技术的提出，但逆变器并联将带来一些问题，如普通负载时当两逆变器电压不等造成系统环流、带非线性负载时将产生一系列谐波。随着大量整流型非线性负载的接入导致逆变器输出电流具有以5、7次为主的谐波，本文以两台逆变器并联为例在改进的下垂控制理论基础上对并联系统谐波功率进行均分来抑制谐波环流。

1 下垂控制基本思路

每台逆变器会根据自己的下垂特性进行调整，直至并联系统达到最小环流。下垂控制思想如下关系式和示意图：

2 谐波环流功率计算

文献[4]提出多反馈并联控制策略以及其参数设定的方法，且采用新的谐波功率计算方法来实现基波和高次谐波的功率均分，以效抑制谐波。文献[3]提出了通过抑制谐波功率即利用改进下垂实现谐波功率和电压增益的关系来减小对电压的影响。假设逆变器的输出电压为一正弦波，电流中含有一定量的谐波成分，即：

■

其中，E、In分别为逆变器的输出电压、电流有效值，？渍n为电压与电流之间的夹角。系统的总视在功率为：■

则■，

其中■为谐波功率。上面的表达式可以从系统输出的总视在功率中分解出谐波功率。然后加入谐波功率调节器，建立谐波功率与电压的下垂关系式，根据谐波功率的大小来改变调节器的参数，实现谐波功率的均分来减少谐波含量，从而达到抑制谐波环流的目的。

3 仿真与结论

分析比较图3和图4可看出，逆变器并联系统中，当负载为整流型非线性负载时，逆变器输出电流中含有较多奇次谐波分量，在加入谐波功率调节器实现谐波功率均分后即通过谐波功率与电压的关系，减小了奇次谐波环流对逆变器输出电压的影响，从而提高了系统输出电压质量。

【参考文献】

[1]周龙华，舒杰，张先勇，等.分布式能源微网电压质量控制策略研究[J].电网技术，2012，36（10）：17-22.

[2]阚加荣，谢少军，吴云亚.无互联线并联逆变器的功率解耦控制策略[J].中国电机工程学报，2008，28（21）：40-44.

[3]杨盼盼.光伏逆变器并联控制及谐波环流抑制[D].淮南：安徽理工大学，2016.

[4]周龙华，舒杰，宋香荣，张先勇.并联逆变系统谐波环流的抑制方法及功率计算[J].电力电子技术，2015，49（4）：33-35.

[责任编辑：田吉捷]